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Minimale Umgestaltung aktiver Enzymtaschen – wie man alten Enzymen neue Kunststücke beibringt

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Abstract

Während die Natur ihre Katalysatoren über Millionen von Jahren entwickelt hat, versuchen Enzymingenieure, dies ein wenig schneller zu bewerkstelligen. Die aktive Tasche eines Enzyms bildet eine stark optimierte Mikroumgebung für die Katalyse chemischer Transformationen in biologischen Systemen – folglich können Änderungen in diesen Zentren die Enzymaktivität stark beeinflussen. Daher bietet die Voraussage und Kontrolle solcher Effekte einen vielversprechenden Weg, um zu neuen Funktionen zu gelangen. Der Ansatz, bei dem minimale Modifikationen in den aktiven Taschen von Enzymen (z. B. durch gezielte Mutagenese und Hinzufügen neuer reaktiver Funktionalitäten) deren katalytisches Repertoire erweitern sollen, ist der Schwerpunkt dieses Aufsatzes. Dabei kann eine neue Aktivität oft schon durch eine einzige Mutation erreicht werden. Die vielen erfolgreichen Beispiele für die Umgestaltung von aktiven Taschen durch minimale Mutationen geben wertvolle Einblicke in die Evolution von Enzymen und bahnen neue Wege in der Erforschung der Biokatalysatoren.

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